SU1458845A1 - Устройство дл обработки и регистрации сигналов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геофизике , а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследовани х дл  обработки и регистрации аналоговых сигналов. Цель изобретени  - повышение качества регистрации сигналов за счет определени , упор доченного накоплени  экстремумов сигнала и фиксации их временного положени  относительно начала цикла измерени . Устройство содержит аналого-цифровой преобразоваИзобретение относитс  к геофизике , а именно к устройствам регистрации геофизических сигналов, и может быть использовано при сейсмических исследовани х дл  обработки и регистрации аналоговых сейсмических сигналов . Цель изобретени  - повьшение качества регистрации сигналов за счет определени , упор доченного накоплени  экстремумов сигнала и фиксатель , входную шину, анализатор кода экстремума с первой схемой сравнени  кодов, з апоминающее устройство, самописец , формирователь времени анализа , состо щий из переключател , шифратора , второй схемы сравнени  кодов и первого счетчика, схему И, блок управлени , состо щий из первого триггера, схемы 2И-ИЛИ, распределител  импульсов, второго счетчика входную шину тактовых импульсов. В анализатор кода экстремума также вход т второй, третий триггеры, мультиплексор , регистры сдвига, дополнительный регистр, т-разр дный счетчик и входна  шина импульсов синхронизации . Изобретение обладает следующими преимуществами: увеличиваетс  точность измерений сигналов, осуществл етс  прив зка регистрируемых сигналов во времени, обеспечиваетс  обработка в большем интервале времени , при зтом объем пам ти остаетс  прежним, а количество анализируемой информации увеличиваетс . 1 ил. (Л ции их временного положени  относительно начала цикла измерени .. На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 1, входную шину 2, анализатор 3 кода экстремума , первую схему 4.сравнени  кодов, запоминающее устройство (ЗУ) 5, самописец 6 формирователь 7 времени анализа, переключатель 8, ши4 СД 00 00 4 СП

Description

фратор 9, вторую схему 10 сравнени  кодов, первьй счетчик 11, схему И 12, блок 13 управлени , первый триг11 формировател  7 времени анализа, а третий - с установочньм входом третьего триггера 20, Установочные

гер 14, схему 2И-ИЛИ 15, распредели- входы регистров 22 сдвига и первого

счетчика 11 соединены с первым выходом второй схемы 10 сравнени  кодов . Входна  шина 25 импульсов синхронизации соединена с С-входом вто10 рого триггера 19, тактовыми входами регистров 22 сдвига 1-разр дного дополнительного регистра 23 и первым входом схемы И 12, второй вход которой соединен с вторым выходом второй

15 схемы 10 сравнени  кодов. Первые выходы второго 19 и третьего 20 триггеров соединены с первым и вторым адресными входами мультиплексора 21 соответственно. Первый выход третье20 го триггера 20 соединен также с установочным входом второго триггера 19, С-вход третьего триггера 20 соединен с выходом первой.схемы 4 сравнени  кодов. Обратный выход первого триг25 гера 14 блока управлени  соединен с установочными входами первого и га- разр дного счетчиков. Первые d-инфор- мационных входов 27,1-27,d мультипле м- - -.-- -, .ксора 21 подключены к d выходам 26.1- подключен через анализатор кода экст-зо 26.аАЦП1 и d первым входам 28.1-28. d ремума 3 с первой схемой 4 сравнени  первой схемы 4 сравнени  кодов,а остальные входы 27,d+1-27,1 - к выходам

тель 16 импульсов, второй счетчик 17, входную шину 18 тактовых импульсов , второй 19 и третий 20 триггеры, мультиплексор 21, регистры 22.1- 22.1 сдвига, дополнительный регистр 23, пг-разр дный счетчик 24, входную шину 25 импульсов синхронизации, выходы 26v1-26.d АЦП, первые информационные входы 27,1-27,d мультиплексора , первые входы 28,,d первой схемы сравнени  кодов, выходы 29.1-29.1 мультиплексоров, первые выходы 30.1-30.1 регистров сдвига, входы 31.1-31.1 запоминающего устройства , вторые выходы 32.1-32.1 регистров сдвига вторые информационные входы 33,1-33,1 мультиплексора , входы 34,,1 дополнительного регистра, вьтходы 35,1-35.1 дополнительного регистра, третьи информационные входы 36.1-36.1 мультиплексора и вторые входы 37,1-37,d первой схемы сравнени  кодов.,

АЦП соединен с входной шиной 2,

кодов и запоминающее устройство 5 к самописцу 6. Формирователь 7 времени анализа, включает в себ  пере- ключатель 8, ши фатор 9, вторую схему 10 сравнени  кодов и первый счетчик 11, включенные последовательно, причем первый выход первого счетчика 1 1 соединен с вторым входом схемы 10 сравнени  кодов, выход которой через схему И 12 и блок 13 управлени  подключен к второму входу запоминающего , устройства 5. Блок управлени  13 содержит первьй триггер 14 и последовательно включенные схему 2И-ИЛИ 15, распределитель 16 импульсов и второй счетчик 17, выход которого соединен с входом самописца 6 и входом триггера 14, счетный вход которого соединен с входной шиной тактовых импульсов 18. Анализатор кода экстремума включает в себ  второй 19 и третий 20 триггеры, мультиплексор 21, 1 регистров сдвига, дополнительный регистр 23 и т-разр д35

40

первого счетчика 11 формировател  7 времени анализа соответственно. Пер- вьй выход 29.1 мультиплексора 21.соединен с входом последовательной записи первого регистра 22.1 сдвига, а 1-й выход 29.1 мультиплексора 21 - с входом последовательной записи 1-го регистра сдвига 22,1 соответственно . Первые 1 выходов 30.1-30.1 регистров 22,1-22.1 сдвига соединены с входами 31.1-31.1 запоминающего устройства 5, вторые 1 выходов 32.1- 32.1 регистров 22 сдвига -с вторыми 1 информационными входами 33.1-33.1 мультиплексора 21 и 1 параллельными входами 34.1-34.1 дополнительного регистра 23 соответственно, 1 выходов 35,1-35.1 которого подключены к третьим информационным входам 36.1-36,1 мультиплексора 21 соответственно , при этом вторые d выходов 32.1-32.d регистров 22,1-22.d сдвига соединены также с d входами

45

полните Л OMDUl pcinx-lt- . « J гл-гч

ный счетчик 24, соединенный с входной 55 37,1-37.d первой схемы сравнени  шиной 25, первый выход счетчика 24 кодов 4 соответственно.

соединен с тактовым входом АЦП 1, Предлагаемое устройство работает второй - с входом первого счетчика следующим образом.

11 формировател  7 времени анализа, а третий - с установочньм входом третьего триггера 20, Установочные

5

0

первого счетчика 11 формировател  7 времени анализа соответственно. Пер- вьй выход 29.1 мультиплексора 21.соединен с входом последовательной записи первого регистра 22.1 сдвига, а 1-й выход 29.1 мультиплексора 21 - с входом последовательной записи 1-го регистра сдвига 22,1 соответственно . Первые 1 выходов 30.1-30.1 регистров 22,1-22.1 сдвига соединены с входами 31.1-31.1 запоминающего устройства 5, вторые 1 выходов 32.1- 32.1 регистров 22 сдвига -с вторыми 1 информационными входами 33.1-33.1 мультиплексора 21 и 1 параллельными входами 34.1-34.1 дополнительного регистра 23 соответственно, 1 выходов 35,1-35.1 которого подключены к третьим информационным входам 36.1-36,1 мультиплексора 21 соответственно , при этом вторые d выходов 32.1-32.d регистров 22,1-22.d сдвига соединены также с d входами

5

- гл-гч

Тактовый импульс, поступающий по входной шине 18, устанавливает триггер 14 блока 13 управлени  в единичное состо ние, которое снимает сигнал начальной установки с первого .счетчика 11 и т-разр дного счетчика 24 и разрешает прохождение через схему 2И-ИЛИ 1 5 и распределитель импульсов 16 импульсов записи, сформированных схемой И 12 и импульсами синхронизации , идущими по шине 25. Сформированные импульсы переключают ЗУ в режим записи.

Триггеры 19 и 20 служат дл  управлени  мультиплексором 21. К моменту оцифровки аналогового сигнала триггеры 19 и 20 и регистры 22.1- 22.1 сдвига устанавливаютс  в исходное состо ние, при этом мультиплексор 21 обеспечивает подключение выходов регистров 22.1-22.1 сдвига к входам их последовательной запи-, си..

14

Алгоритм обработки дл  очередного

Входной аналоговый сигнал, подле- - оораоотки дл  очередного ;ий записи на самописеи. .- 5 аналого-цифрового преобразовани  (крожащий записи на самописец, поступает на АЦП 1 по входной шине 2, где преобразуетс  в цифровой код. Частота дискретизации А1Ш задаетс  т-раз- р дным счетчиком 24, на вход которого подаютс  импульсы синхронизации по входной шине 25,

Коды с выхода (l-d) АЦП 1 одновременно поступают на входы мультиплексора 21 и первой схемы 4 сравнени  кодов, где сравниваютс  коды с выхода АЦП 1 и коды с т-х разр дов регистров 22,1-22.1 сдвига, так как последние находились в исходном состо нии (код, хран щихс  в регистрах -сдвига, меньше кода на .выходе АЦП) срабатывает перва  схема 4 сравнени  кодов, выходна  команда которой с задержкой устанавливает триггер 20 в единичное состо ние, в результате чего через мультиплексор 21 происходит запись выходного кода 1-d с АЦП 1 на входы последовательной записи регистров 22,1- 22,d сдвига, а на входы последовательной записи регистров 22.d+1- , 22.1 сдвига - информации с выходов первого счетчика 11, установленного в исходное состо ние.

Таким образом, по окончании первого импульса сийхронизации происходит запись в регистры 22.1-22,1 сдвига выходного кода АЦП 1 и кода номера АЦП от начала цикла обработки .

30

ме последнего в данном цикле), следующий .

Если перва  схема 4 сравнени  кодов анализатора 3 экстремумов не срабатывает, то по заднему фронту импульсов синхронизации происходит сдвиг кодов в регистрах 22 сдвига. Если код аналого-цифрового преобразовани  не превысил коды, записанные 35 в m разр дах регистров 22 сдвига, то после т-го сдвига происходит нова  оцифровка, соответствующа  следующему периоду сравнени . Если код аналого-цифрового преобразовани  пре- 40 высил один из кодов, записанный в каком-то разр де регистров 22 сдвига после 1-го сдвига, то срабатывает перва .схема 4 сравнени  кодов, выходна  команда которой аналогично 45 описанному устанавливает третий триггер 20 в-единичное состо ние, переключа  мультиплексор 21 в режим приема выходного кода с АЦП 1 на входы последовательной записи регистра 22, 1-22.d сдвига, а с выходов d+T,..,, 1 первого счетчика.11 - на входы d+1,..., 1 последовательной записи регистров 22 сдвига соответственно, при этом код первого счетчика 11 со- 55 ответствует номеру кода аналого-цифрового преобразовани  от начала цикла . По. заднему фронту импульсов синхронизации происходит запись и сдвиг информации с регистрах 22 сдвига и

50

1458845

По переднему фронту очередного импульса синхронизации триггер 19 устанавливаетс  в единичное состо - g ние, измен   адрес мультиплексора 21,так, что он подключает выходы 35,1-35.1 дополнительного регистра 23 к входам последовательной записи регистров 22,1-22,1 сдвига через

0 входы 36.1-36.1 мультиплексора 21.

С приходом т-1 импульсов синхронизации по их заднему фронту происходит т-1 циклический сдвиг кодов, записанных в регистрах 22 сдвига и

5 дополнительном регистре 23. Этим oбecffeчивaeтc  запись экстремального кода в т-1 разр ды регистров 22

, сдвига, которые соответствуют самому большому весу, С приходом т+1 импульQ са синхронизации происходит следующа  оцифровка аналогового сигнала АЦП 1, при этом триггеры 19 и 20 устанавливаютс  в исходное состо ние.

Алгоритм обработки дл  очередного

- оораоотки дл  очередного 5 аналого-цифрового преобразовани  (кро- оораоотки дл  очередного 5 аналого-цифрового преобразовани  (кро30

ме последнего в данном цикле), следующий .

Если перва  схема 4 сравнени  кодов анализатора 3 экстремумов не срабатывает, то по заднему фронту импульсов синхронизации происходит сдвиг кодов в регистрах 22 сдвига. Если код аналого-цифрового преобразовани  не превысил коды, записанные 35 в m разр дах регистров 22 сдвига, то после т-го сдвига происходит нова  оцифровка, соответствующа  следующему периоду сравнени . Если код аналого-цифрового преобразовани  пре- 0 высил один из кодов, записанный в каком-то разр де регистров 22 сдвига после 1-го сдвига, то срабатывает перва .схема 4 сравнени  кодов, выходна  команда которой аналогично 5 описанному устанавливает третий триггер 20 в-единичное состо ние, переключа  мультиплексор 21 в режим приема выходного кода с АЦП 1 на входы последовательной записи регистра 22, 1-22.d сдвига, а с выходов d+T,..,, 1 первого счетчика.11 - на входы d+1,..., 1 последовательной записи регистров 22 сдвига соответственно, при этом код первого счетчика 11 со- 5 ответствует номеру кода аналого-цифрового преобразовани  от начала цикла . По. заднему фронту импульсов синхронизации происходит запись и сдвиг информации с регистрах 22 сдвига и

0

регистре 23, поступающей с АЦП 1 и первого счетчика 11, Далее по переднему фронту импульса синхронизации второй триггер 19 устанавливаетс  в единичное состо ние, подключа  через мультиплексор 21 выходы дополнительного регистра 23 к входам последовательной записи регистров 22 сдвига, npjj этом с приходом tn-1-1 импульсов синхронизации происходит (m-1-О-й циклический сдвиг кодов, записанных в регистры 22 сдвига и дополнительный регистр 23, т.е. происходит вставка кода. АЦП 1 в соот- ветствии с рангом максимумов с вытеснением младшего разр да в дополнительный регистр 23. Далее процесс повтор етс .

Каждому шагу оцифровки соответствуют импульсы, формируемые т-разр д- ным счетчиком 24, которые поступают на вход первого счетчика 11 формировател  7 времени анализа. Выходной код первого счетчика 11 подаетс  на первый вход второй схемы 10 сравнени  кодов, на второй вход.которой поступает код с выхода шифратора 9, задаваемьй переклк)чателем 8. Изме- н   положение.переключател  8, измен етс  интервал времени в течение которого устройство обработки выдел ет m экстремальных значений входного сигнала. В момент равенст- ва кодов на первом выходе второй схемы сравнени  кодов 10 формируетс  сигнал разрешени  импульсов синхронизации через схему И 12, служащую дл  формировани  импульсов запи- си, которые прекращаютс  в момент превьшени  кодов на выходе второй схемы 10 сравнени  кодов, выходна  команда которой устанавливает в исхное состо ние первьй счетчик.11 и р гистры 22 сдвига. Импульсы записи через схему 2И-ИЛИ 15 и распределитель 16 импульсов записывают вьщеле ные m значений сигналов с выхода регистров 22 сдвига в запоминающее устройство 5. Выходной код второго счетчика 17, содержимое, которох-о измен етс  по импульсам распределител  16, определ ет текущий адрес, в который производитс  запись вьщелен ных значений экстремумов с выхода .регистров 22 сдвига. При повторном срабатывании второй Схемы сравнени  кодов 10 очередные m значений, выде

. Q

5

ленного сигнала в следующие адреса . запоминающего устройства 5.

После записи информации во все адреса запоминающего устройства 5 срабатывает второй счетчик 17 блока 13 управлени , первый триггер 14 устанавливаетс  в О, переключа  запоминающее устройство 5 в режим считывани , подключа  через схему 2И-ИЛИ 15 выходную частоту самописца 6 к распределителю 16 импульсов, который управл ет вторым счетчиком 17 и запоминающим устройством 5. По заполнению второго счетчика 17 самописец 6 отключаетс . Поступлением тактового импульса по входной шине 18 начинаетс  новый этап обработки и регистрации сигналов .

Устройство дл  обработки и регистрации сигналов по сравнению с известным обладает следующими преимуществами: увеличиваетс  точность обработки и измерений сигналов за Счет получени  и регистрации m экстремумов за один анализируемый период времени; прив зка регистрируемых сигналов по времени позвол -- ет проводить качественный анализ информации; обработка аналогового сигнала может производитьс  в большем интервале времени с сохранением качественных характеристик, при этом объем пам ти остаетс  прежним, а количество информации увеличиваетс .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  обработки и регистрации сигналов, содержащее аналого- цифровой преобразователь, соединенный с входной шиной, первую схему сравнени  кодов.анализатора экстремумов , формирователь времени анализа , выполненный в виде последовательно соединенных переключател , шифратора , второй схемы сравнени  кодов и первого счетчика, выход кото|рого соединен с вторым входом второй схемы сравнени  кодов, блок управлени , выполненный в виде последовательно соединенных схемы 2И-ИЛИ, распределител  импульсов, второго счетчика и первого триггера, счетный вход которого подключен к входной шине тактовых импульсов, а пр мой и обрат- ньй выходы соединены с первыми вхо- дами элементов И схемы 2И-ИЛИ соот9

   ветственно, запоминающее устройство, первый вход которого соединен с первым выходом второго счетчика, второй вход запоминаюп1его устройства соединен с пр мым выходом первого триг- гера, третий вход запоминающего устройства соединен с выходом распределител  импульсов, и самописец, первый вход которого подключен к вьи .оду запоминающего устройства, второй вход самописца соединен с вторым выходом второго счетчика и входом первого триггера, выход самописца соединен с вторым входом первого элемента И схемы 2И-ИЛИ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  качества регистрации сигналов за счет определени  и упор доченного накоплени  экстремумов, фиксации иу временного положени  относительно начала цикла, в анализатор кода экстремумов введены второй , третий триггеры, 1 регистров сдвига, мультиплексор, дополнительный регистр и т-разр дный счетчик, первый выход которого соединен с так товым входом аналого-цифрового преобразовател , второй - с входом первого счетчика формировател  времени анализа, а третий выход т-раз- р дного счетчика соединен с установочным входом третьего триггера, : при этом входна  шина импульсов синхронизации соединена со счетным входом т-разр дного счетчика, входом второго триггера, тактовыми входами 1 регистров сдвига, дополнительного регистра и первым входом схемы И, установочные входы регистров сдвига и первого сч.етчика соединены с первым выходом второй схемы сравнени  кодов, причем первые выходы второго и третьего триггеров сое58845 .10

   динены с первым и вторым адресными входами мультиплексора соответственно , первый выход третьего триггера соединен также с установочным входом второго Триггера, а вход третьего триггера соединен с выходом первой схемы сравнени  кодов, кроме того, первые d информационных входом муль10 типлексора подключены к d выходам аналого-цифрового преобразовател  и d входам первой схемы сравнени  ко- дов соответственно,остальные d+1, . , 1 информационных входов мультшшек15 сора подключены к d+l,..., выходам первого счетчика формировател  времени анализа соответственно, при этом первый выход мультиплексора соединен с входом последовательной записи пер20 вого регистра сдвига, а 1-й выход мультиплексора - с входом последовательной записи 1-го регистра сдвига соответственно , первые 1 выходов регистров сдвига соединены с 1 входами запоми25 нающего устройства, вторые d выходов регистра сдвига соединены с d входами первой схемы сравнени  кодов, при этом вторые 1 выходов регистра сдвига соединены также с вторыми 1 инфор20 мационными входами мультиплексора соответственно и 1 параллельными входами дополнительного регистра соответственно , 1 выходов которого подключен к третьим 1 информационным входам мультиплексора соответст35

   40

   венно, кроме того, второй выход второй схемы сравнени  кодов формировател  времени анализа подключен к второму входу схемы И, выход которой соединен с вторым входом второго элемента И схемы 2И-ИЛИ, а обратный выход первого триггера блока управлени  соединен с установочными входами первого и т-разр дного счетчиков.